用于旋转机器的抽吸面密封组件制造技术

一种用于旋转机器的密封组件被定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括与旋转部件相对的密封支承面和滑动装置。滑动装置被定位在旋转机器中的不同流体压力体积之间。滑动装置响应于旋转机器的加压而朝向旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承面包括供给端口。供给端口延伸通过密封支承面，以在密封支承面和旋转部件之间形成膜支承件的空气静力学部分。密封支承面和/或旋转部件是非平坦表面，该非平坦表面在旋转部件的旋转运动期间在密封支承面和旋转部件之间形成膜支承件的空气动力学部分。

Seal as-suction face for rotating machine

【技术实现步骤摘要】
用于旋转机器的抽吸面密封组件
本文描述的主题涉及旋转机器中的旋转部件和固定部件之间的密封组件。
技术介绍
许多旋转机器，例如燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞行器发动机、超临界CO2涡轮、压缩机和其他旋转机器，在移动部件(例如，转子)和固定部件(例如，定子)之间具有密封件。这些密封件有助于减少转子和定子之间的流体泄漏。转子和定子之间泄漏的增加会显著地降低由旋转机器所产生的动力；从而降低了旋转机器的操作效率。在旋转部件和固定部件之间的一些已知密封件提供了横跨密封件的令人满意的压降。但是，可以对这些密封件进行改进，以便通过减少横跨密封件的流体泄漏来进一步增加横跨密封件的压降。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件(bearing)和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接。滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积(volume)与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括一个或多个交叉端口，并且密封支承件包括一个或多个供给端口。一个或多个供给端口延伸通过密封支承件的面，以便在密封支承件的面与旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气静力学部分。密封支承件的面或旋转部件是非平坦表面，在旋转部件相对于密封支承件的面旋转运动期间，该非平坦表面在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气动力学部分。在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接。滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承件或旋转部件中的一个或多个包括供给端口。一个或多个供给端口在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成空气静力学膜支承件。供给端口形成通过旋转部件或密封支承件的面中的一个或多个的不同尺寸的开口。在一个实施例中，提供了一种用于旋转机器的密封组件。密封组件被构造成定位在旋转机器的旋转部件和固定部件之间。密封组件包括密封支承件和滑动装置，密封支承件具有与旋转机器的旋转部件相对的面，滑动装置与密封支承件联接，滑动装置被构造成定位在旋转机器中的第一流体压力体积与旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间。滑动装置被构造成响应于旋转机器的加压而平行于旋转机器的旋转轴线并且朝向旋转机器的旋转部件轴向移动。滑动装置包括交叉端口，并且密封支承件包括供给端口，其中供给端口延伸通过密封支承件的面，以便在密封支承件的面上形成不同尺寸的开口。供给端口被构造成在密封支承件的面与旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的空气静力学部分。密封支承件的面是非平坦表面，在旋转部件相对于密封支承件的面旋转运动期间，该非平坦表面在密封支承件的面和旋转机器的旋转部件之间形成膜支承件的空气动力学部分。附图说明通过参考附图阅读以下非限制性实施例的描述，将更好地理解本专利技术主题，其中：图1示出了抽吸面(aspiratingface)密封组件的一个实施例的横截面视图；图2示出了图1所示的密封组件的操作；图3还示出了图1所示的密封组件的操作；图4示出了当旋转机器被加压时作用在图1所示的密封组件的部件上的力；图5示出了通过图1所示的密封组件形成的膜支承件的刚度曲线的实例；图6示出了在图1所示的滑动装置的密封支承(bearing)面上的空气动力学力产生特征的一个实例；图7示出了在图1所示的滑动装置的密封支承面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图8示出了在图1所示的滑动装置的密封支承面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图9示出了在图1所示的滑动装置的密封支轴面上的空气动力学力产生特征的另一实例；图10示出了具有不同直径的供给端口的操作的一个实例；图11示出了具有不同直径的供给端口的操作的另一个实例；图12示出了具有不同尺寸的供给端口的密封支承面的一个实施例；图13示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图14示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图15示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图16示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图17示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图18示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图19示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图20示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图21示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图22示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图23示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图24示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；图25示出了密封组件的另一个实施例的滑动装置和旋转部件的横截面视图；和图26示出了用于防止或减少旋转机器的较高流体压力体积与旋转机器的较低流体压力体积之间的流体泄漏的方法的一个实施例的流程图。具体实施例本文所述的专利技术主题的一个或多个实施例提供了用于旋转机器的密封组件。密封组件是水膜(film-riding)混合式空气静力学-空气动力学密封件，用于密封燃气涡轮、蒸汽涡轮、飞行器发动机、超临界CO2涡轮、离心压缩机和其他旋转机器中的转子-定子周向间隙。如本文所使用的，术语“空气静力学(aerostatic)”和“空气动力学(aerodynamic)”用于指代在密封组件和转子之间形成的流体膜中的承载压力的类型。空气静力学力是由于加压而产生的流体膜力，因而本质上是与压力有关的。空气动力学力是流体膜中的力，其取决于转子旋转的速度。术语“空气流动学(aero)”或流体不应将本文描述的专利技术主题的所有实施例限制为空气作为工作流体。密封组件可与其他工作流体一起工作，例如氮气、氢气、超临界和气态CO2、和蒸汽。在一个实施例中，密封件包括形成360度组件以减少转子-定子泄漏的若干分段的组件。图1示出了抽吸面密封组件100的一个实施例的横截面视图。密封组件100是水膜面密封件，其在旋转机器(例如，涡轮机)中的较高流体压力侧或体积102(也可以称为外侧或体积)与较低流体压力侧或体积104(也可以称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于旋转机器的密封组件，其特征在于，所述密封组件被构造成定位在所述旋转机器的旋转部件与固定部件之间，所述密封组件包括：/n密封支承件，所述密封支承件具有与所述旋转机器的所述旋转部件相对的面；和/n滑动装置，所述滑动装置与所述密封支承件联接，所述滑动装置被构造成定位在所述旋转机器中的第一流体压力体积与所述旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间，所述滑动装置被构造成响应于所述旋转机器的加压，平行于所述旋转机器的旋转轴线并且朝向所述旋转机器的所述旋转部件轴向移动，/n其中所述滑动装置包括一个或多个交叉端口，并且所述密封支承件包括一个或多个供给端口，/n其中所述一个或多个供给端口延伸通过所述密封支承件的所述面，以在所述密封支承件的所述面与所述旋转机器的所述旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气静力学部分，并且/n其中所述密封支承件的所述面或所述旋转部件是非平坦表面，所述非平坦表面在所述旋转部件相对于所述密封支承件的所述面的旋转运动期间，在所述密封支承件的所述面与所述旋转机器的所述旋转部件之间形成所述膜支承件的一个或多个空气动力学部分。/n

【技术特征摘要】
20181127 US 16/201,5641.一种用于旋转机器的密封组件，其特征在于，所述密封组件被构造成定位在所述旋转机器的旋转部件与固定部件之间，所述密封组件包括：
密封支承件，所述密封支承件具有与所述旋转机器的所述旋转部件相对的面；和
滑动装置，所述滑动装置与所述密封支承件联接，所述滑动装置被构造成定位在所述旋转机器中的第一流体压力体积与所述旋转机器中的不同的第二流体压力体积之间，所述滑动装置被构造成响应于所述旋转机器的加压，平行于所述旋转机器的旋转轴线并且朝向所述旋转机器的所述旋转部件轴向移动，
其中所述滑动装置包括一个或多个交叉端口，并且所述密封支承件包括一个或多个供给端口，
其中所述一个或多个供给端口延伸通过所述密封支承件的所述面，以在所述密封支承件的所述面与所述旋转机器的所述旋转部件之间形成膜支承件的一个或多个空气静力学部分，并且
其中所述密封支承件的所述面或所述旋转部件是非平坦表面，所述非平坦表面在所述旋转部件相对于所述密封支承件的所述面的旋转运动期间，在所述密封支承件的所述面与所述旋转机器的所述旋转部件之间形成所述膜支承件的一个或多个空气动力学部分。


2.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中所述密封支承件的所述面或所述旋转部件包括一个或多个凹槽，所述一个或多个凹槽在被定向成在平行于所述旋转机器的所述旋转轴线的轴向方向上远离所述旋转机器的所述旋转部件或所述密封支承件的所述面的方向上，延伸到所述密封支承件或所述旋转部件中。


3.根据权利要求1所述的密封组件，其特征在于，其中所述一个或多个供给端口在延伸到所述密封支承件的所述面中的一个或多个凹槽内，延伸通过所述密封支承件的所述面...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉胡尔·阿尼尔·比德卡尔，克里斯托弗·爱德华·乌尔夫，内森·埃文·麦柯迪·吉布森，罗德里戈·罗德里格斯·埃尔德蒙格尔，迪帕克·特里维迪，宣光·图厄·阮·陈，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US